本项目针对采用两维凝胶电泳技术分离复杂生物样品中蛋白质组所存在的缺陷,通过对整体蛋白质混合物两种预分离方法比较以及离子交换毛细管色谱与高效加压毛细管电色谱的联用,建立两级两维液相色谱分离-串联质谱鉴定技术体系。该技术体系的建立不仅克服了两维凝胶电泳的缺陷,还弥补了目前采用的"鸟枪法"检测动态范围小,蛋白质检出率低的不足,在方法学研究方面具有重要意义。在所建技术平台的基础上,通过对人肝脏中蛋白质分离和鉴定,构建迄今为止最大的、包含3000个以上蛋白质的人肝脏蛋白质组数据库。进一步对正常和疾病组织中人肝脏蛋白质组的相对定量分析和比较,找出差异蛋白质,为研究人类肝脏疾病发生发展机理、早期诊断、治疗和药物开发提供依据。
第一部分建立了两维色谱预分离-一维反相毛细管液相色谱-质谱联用的鉴定方法,为蛋白质组表达谱大规模研究奠定了方法学基础。利用该方法研究了胎肝线粒体蛋白质,对三个pH范围中80个反相色谱馏分的酶切混合物进行毛细管反相色谱分离和离子阱质谱鉴定,共检出659个胎肝蛋白质。第二部分优化了液相色谱质谱平台,从蛋白质水平和蛋白的酶切肽段水平分别对生物样品进行预分离。在蛋白质水平,我们优化了反相色谱(RPLC)对复杂生物样品的分离效果。在肽段水平,我们搭建了离线的SCX-RPLC两维液相色谱体系。采取重复多次运行策略构建了目前世界上规模最大的人类肝脏蛋白质组表达谱。通过6次重复的实验,在90%的可信度水平下共鉴定到13150个去冗余蛋白质(或蛋白质Group),说明重复"Shotgun"策略是一种高通量、高灵敏度的蛋白质组研究策略。第三部分尝试用pH梯度替代盐梯度,实现pH梯度-强阳离子交换色谱方法应用于复杂肽段混合物的分离。优化出了乙酸-乙酸铵体系线性pH梯度配合盐梯度的离子交换色谱方法,及柠檬酸-氨水体系线性pH梯度的离子交换色谱方法。应用于BSA酶切产物的分离取得了与常规SCX相似的分离效果。